注浆施工技术措施-新

西卓煤矿中央回风立井工作面及壁后注浆施工技术措施编制：安监：机电队长：项目工程师：生产经理：项目经理：陕西煤业化工建设集团公司矿建一处项目部2010年3月13日1A2：施工组织设计（方案）报审表工程名称：中央回风立井工作面预注浆施工技术措施编号：致：西安煤炭建设监理中心西卓煤矿工程项目监理部（监理单位）我方已根据施工合同的有关规定完成了西卓煤矿中央回风立井工作面及壁后注浆施工技术措施的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。附：西卓煤矿中央回风立井工作面预注浆施工技术措施承包单位（章）：项目经理：资质证号：日期：监理工程师审定意见：项目监理单位：岗位证号：监理工程师：日期：建设单位审定意见：建设单位（章）：现场工程师：日期：2陕煤一处作业规程（措施）贯彻记录措施名称主持人贯彻人贯彻时间贯彻地点序在册人员序在册人员序在册人员序在册人员号号号号123456722446683254769426487052749716285072729517383052749315375103254761133557712345678133557791436588015375981163860821739618318406284194163852042648621436587224466883施工作业规程（安全技术措施）审批规程/措施名称西卓煤矿中央回风立井井筒工作面及壁后注浆施工措施审批时间2010年月日审批地点处本部批复内容：审批部门工程计划科安监科机电科总工程师签字：日期：2010年月日4目录一、概述………………………………………………………5二、探放水方案………………………………………………7三、工作面预注浆设计………………………………………8四、工作面预注浆施工………………………………………11五、壁后注浆施工……………………………………………15六、止浆垫拆除………………………………………………19七、施工辅助系统……………………………………………19八、劳动组织及工期安排……………………………………19九、主要设备材料计划………………………………………20十、技术安全措施……………………………………………22十一、注浆效果检验…………………………………………255一、概述1、井筒设计及施工情况西卓煤矿中央回风立井设计净直径7.5m，井深583.3m。表土段厚度为133.5m，采用普通凿井法施工；井筒表土段、风化基岩段及部分基岩段采用钢筋砼支护，基岩段采用素砼支护。井筒上部表土段、风化基岩段及部分基岩段壁厚750mm，井筒下部基岩段壁厚550mm，砼强度等级C45。2010年3月9日井筒掘进至-262m后进行测水，先后三次测水涌水量分别为63m3/h、58m3/h、45m3/h，平均涌水量为55m3/h（此涌水量包含井壁淋水，井壁淋水区段为-204m～-262m），属于基岩裂隙水。根据主井施工（-272m～-278m）区段实际揭露涌水量为43m3/h，结合风井检查孔地质报告中显示的（-295.18m～-309.02m）区段为上二叠统上石盒子组裂隙含水层，含水层岩性以紫杂色灰绿色粉砂岩泥岩为主，底部为中厚层粗粒砂岩，粘土质胶结，含石英岩砾石，为（K5）标志层。裂隙发育，透水性较好。钻孔漏水点分布普遍，漏失量0.05-15m3/h。综上所述，含水层比较密集且涌水量较大，不能强行穿过，故需要工作面预注浆和壁后注浆。2、地质、水文地质情况据业主提供的《澄合矿区西卓子矿井井筒检查孔地质报告》及《西卓煤矿中央回风立井井壁结构剖面图》《中央回风立井检3号钻孔柱状图》显示三个含水层:1、孙家沟组含水层的渗透系数取检3号钻孔一层段抽水试验三次降深渗透6系数的平均值0.09557m/d，含水层厚度取本层段中西粒砂岩厚度为48.92m，水柱高度取孙家沟组底板砂岩埋深190.17m减去静水位埋深110.46m，即为79.71m，井筒半径4.25m。引用影响半径R=251m,涌水量Q=16.60（m3/h）,孙家沟组裂隙水具有不均一性，遇到大裂隙带涌水量变化较大。含水层顶板：第三系N粉质粘土：棕褐色呈半硬塑状，湿度大，见大量白色网膜及黑色植物碎屑，含钙质结核，厚度15m（-115m～-133.52m）。含水层底板：二叠系上统上石盒子组粉砂岩：紫红色，砂质结构，断口参差状，见长达0.7m垂直裂隙，厚度5.25m（190.17m-195.42m）。2、上石盒子组含水层的渗透系数取检2号钻孔一层段抽水试验三次降深渗透系数的平均值0.1063m/d，含水层厚度取本层段中西粒砂岩厚度为25.35m，水柱高度取孙家沟组底板砂岩埋深499.05m减去静水位埋深127.80m，即为371.25m，井筒半径4.25m。引用影响半径R=1215m,涌水量Q=44.78（m3/h）含水层顶板：二叠系上统上石盒子组泥岩：紫杂色，下部砖红色，含砂质，层状结构，见微波状层理，外观粗糙，易风化，底部见一层挤压破碎层，与下伏岩层渐变接触，厚度16m（-467.08m～-483.68m）。含水层底板：二叠系下统下石盒子组泥岩：紫杂色，块状结构，断口参差状，微波状层理，易风化，与下伏岩层过渡接触，厚度18.49m（-499.19m～-517.68m）。3、下石盒子组及山西组含水层的渗透系数取检3号钻孔一层段抽水试验三次降深渗透系数的平均值0.0028911m/d，含水层厚度取本层段中西粒砂岩厚度为5.40m，水柱高度取孙家沟组底板砂岩埋深580.60m减去静水位埋深150.50m，即为430.10m，井筒半径4.25m。引用影响半径R=235m,涌水量Q=0.44（m3/h）3、编制依据7（1）《澄合矿区西卓子矿井井筒检查孔地质报告》《西卓煤矿中央回风立井井壁结构剖面图》《中央回风立井检3号钻孔柱状图》（2）《中央回风立井井筒施工组织设计》（3）《中央回风立井井颈段施工安全技术措施》（4）《建井工程手册》（5）《煤矿安全规程》二、探放水方案1、探水方法探水深度以穿透含水层底板5m为准，即探水至上石盒子组14.32米厚粉砂岩为止。探水区段-262—314m，探水总深度52m。工作面施工探水孔4个，其中3个孔沿井圈布置，圈径6.5m，另外一个布于井筒中心。孔口管采用ф108×4无缝钢管制作，长度2.0，外露长度0.4m，并安装好高压闸阀、管口封盖，使用C45混凝土埋设于工作面，按本含水层静水压力设计孔口管、高压闸阀、管口封盖耐压值不小于100kg/cm2.混凝土凝固后进行耐压试验，达到设计承受的压力时方可继续钻进。井下制作井字型I31工字钢框架，采用ф259×6无缝管做支柱，安设钻机平台。2.探放水与排水探水孔采用煤矿用坑道钻机2LJ-350型钻机打眼，L=80.0m，“十”字型合金钻头。在工作面井壁周边布置四个探水孔，探水孔孔径842mm，使用三翼型钻头。探水过程中出现顶钻现象时，将钻杆留在钻孔内，不得拔出钻杆，汇报调度室。情况危急时将人员撤出井筒。钻杆由高压孔口管中心钻进，孔口管安装压力表和流量表，以后各层含水层均应超前10米进行探水。探明各含水层的水压和涌水量。防水时必须专人监测钻孔出水情况，测定水量水压做好记录，若水量突然变化，立即汇报调度室。工作面采用两台（另备用两台）30m3/h污水泵向上吊盘水箱抽水，水箱容积3.0m3。由专职水泵工管理。水泵置于上盘：为MD85-67*9级卧泵，水泵电缆采用VV3*150+1*50电缆一趟地面控制。排水采用φ80×4mm无缝钢管，法兰盘连接，采用2JZ-10/800型稳车悬吊排水管路，悬吊钢丝绳采用6*19-30-157钢丝绳。另备用一套水泵备用。地面排水：井筒排出的水经过广场排水沟，排放到风井沉淀池、排水池内，再排至甲方指定排水点三、工作面预注浆设计1、注浆段高的确定：原则上注浆施工的起始深度应超过含水层顶板隔水层10m，设计终孔位置应深入底板泥岩隔水层10m，施工中应根据钻孔实际揭露地层情况进行修正。本次注浆预计注浆区段：工作面注浆区段-262m-314m，注浆段高52m。2、终压的确定注浆的终压取静水压力的2.5倍。根据资料提供：检1、检2孔抽水试验：水位埋深115.92~127.80m，含水层静水压力按1.306Kg/cm2计算，注浆终压为3.265Kg/cm2。9施工中注浆前应实测钻孔水压，及时调整注浆终压。实际注浆时在孔口注浆管上安装压力表，和注浆泵表压对应。3、注浆孔布置注浆参数：钻孔终孔圈径：14.28m；A为孔口距井筒净径距离，A=0.4m；L为孔间距：本含水层取顶部L=1.44m,底部L=3.2m，终孔间距＜4m扩散半径。风井周圈布置注浆孔数14个，中间布置检查孔一个，共计15个。注浆孔的径向倾角а=tg-1STA/H，经计算钻孔径向倾角为4.24°，施工中按4.5°考虑。为使钻孔尽量多的揭露岩层裂隙，螺旋切向角按4°考虑.4、止浆垫厚度止浆垫采用单级平底型止浆垫，混凝土选用C45素混凝土，添加早强减水剂。止浆垫厚度按公式B=P0·r/[σ]+0.3r计算式中：B为止浆垫厚度，单位m；P0为注浆终压，Kg/cm2；r为井筒荒半径，4.5m；[σ]为止浆垫混凝土允许抗压强度，Kg/cm2；[σ]＝R3-7/K，一般取28天强度的2/3再除以安全系数2。经计算，止浆垫厚度为3.7m，实际采用4.0m。施工中，在注浆前应对混凝土止浆垫及其下滤水层进行注浆加固，使其能够达到注浆10施工要求。5、井壁强度的验算依据井壁强度的经验公式，[σ′]＝P0[(D+2E)2+4h2]/4E(D+E)计算式中：[σ′]为井壁实际应压力，Kg/cm2；P0为注浆终压，取3.265Kg/cm2；D为井筒净径，取7.5m；E为井壁设计厚度，0.75m；h为球面矢高，为0.3r，取1.35m。经计算，本含水层注浆最大终压施工时，井壁实际压应力为210Kg/cm2，小于井壁材料允许抗压强度450Kg/cm2。6、注浆量注浆量按公式Q=NλπR2Hηβ/m计算。式中：N为注浆孔数；λ为浆液损失系数1.5；R为浆液有效扩散半径；H为含水层段高；η为岩层裂隙率，取η=2%；β为浆液的有效充填系数，取β=0.8；m为结石率，取m=0.8。预计本次注浆量为Q=15*1.5*3.1415*16*52*0.02*0.8/0.8=1176m3，施工中应根据注浆的实际情况及时调整。7、浆液配制1.水泥单液浆：首先做压水试验，注浆孔吸水率大于0.005公升/分.米.米时，采11用单一水泥浆添加水泥质量0.5%的氯化钠和0.05%的三乙醇胺。按照水灰比1:1配制，每立方浆液水灰用量：水750kg，水泥750kg。2.C-S双液浆注浆孔吸水率大于15L/min·m时，地下水流速大于130m/h时，采用水泥-水玻璃双液浆。水泥浆水灰比1：1，水玻璃波美度30-45，体积比:水泥浆：水玻璃浆=1：0.5,注浆压力不大于8.0Mpa。四、工作面预注浆施工1、注浆管安装注浆管安装考虑两种方法：孔口管上口焊有法兰盘，下方焊上注浆管并安装高压闸阀，经过高压快速接头连接注浆管。2、止浆垫施工（1）施工准备将工作面按照止浆垫设计刷大，对工作面进行清理。准备排水设备、管路。（2）孔口管固定地面加工，井下组装的槽钢定位圈固定梁在工作面组装好，并按设计位置找正找平，用2根I20工字钢固定在模板上。然后依次将15个孔口管就位并调整好角度后固定在圈定位梁上，孔口管下口可用混凝土简单固定。孔口管为φ108的钢管加工而成，长度4.5m。孔口管上口焊有法兰盘，下方焊上5~6道环行钢筋。孔口管上口下方焊上注浆管并安装注浆高压闸阀。（3）止浆垫浇筑12因工作面涌水量为12m3/h，因此为保证止浆垫浇筑质量，必须铺设滤水层，采用碎石、砖块为滤水层，滤水层厚度1m。止浆垫设计砼标号为C45，施工时可适当降低水灰比，同时在混凝土中添加0.7%NF1—1早强减水剂。止浆垫施工必须保证连续作业，加强振捣。3、钻机平台搭设钻机采用煤矿用坑道钻机2LJ-350型潜孔钻机。止浆垫养护好并将工作面清理干净后，将固定